文档介绍：集成运算放大器实验报告比例、加减运算电路设计与实验由运放构成的比例、求和电路, 实际是利用运放在线性应用时具有“虚短”、“虚断”的特点, 通过调节电路的负反馈深度,实现特定的电路功能。一、实验目的 1 .掌握常用集成运放组成的比例放大电路的基本设计方法; 2 .掌握各种求和电路的设计方法; 3 .熟悉比例放大电路、求和电路的调试及测量方法。二、实验仪器及备用元器件(1 )实验仪器(2 )实验备用器件三、电路原理集成运算放大器,配备很小的几个外接电阻,可以构成各种比例运算电路和求和电路。图 (a )示出了典型的反相比例运算电路。依据负反馈理论和理想运放的“虚短”、“虚断”的概念,不难求出输出输入电压之间的关系为 1 f o i i RAR ?? ??? ?? 式中的“-”号说明电路具有倒相的功能,即输出输入的相位相反。当 1f R R ?时, o i ? ???,电路成为反相器。合理选择 1f R R 、的比值,可以获得不同比例的放大功能。反相比例运算电路的共模输入电压很小,带负载能力很强,不足之处是它的输入电阻为 1i R R ?,其值不够高。为了保证电路的运算精度,除了设计时要选择高精度运放外, 还要选择稳定性好的电阻器, 而且电阻的取值既不能太大、也不能太小, 一般在几十千欧到几百千欧。为了使电路的结构对称, 运放的反相等效输入电阻应等于同相等效输入电阻, R R ? ??,图 (a)中, 应为 1 // P f R R R ?, 电阻称之为平衡电阻。序号名称型号备注 1 函数信号发生器 2 数字示波器 3 数字万用表 4 交流毫伏表序号名称说明备注 1 模拟集成运放块 LM324 2 电阻见附件(a) 反相比例运算电路(b) 同相比例运算电路图典型的比例运算电路图 (b )示出了典型的同相比例运算电路。其输出输入电压之间的关系为 1 (1 ) f o i i RAR ?? ? ?? ?? 由该式知,当 0 fR?时, o i ? ??,电路构成了同相电压跟随器。同相比例运算电路的最大特点是输入电阻很大、输出电阻很小, 常被作为系统电路的缓冲级或隔离级。同样, 为了保证电路的运算精度, 要选择高精度运放和稳定性好的电阻器,而且电阻的取值一般在几十千欧到几百千欧。为了使电路的结构对称,同样应满足 1 // P f R R R ?。图 (a )为典型的反相求和电路,利用叠加原理和线性运放电路“虚短”、“虚断”的概念可以求得 1 2 1 2 ( ) f f o i i R R R R ? ???? ? 当满足 1 2 R R R ? ?时,输出电压为 1 2 ( ) f o i i RR ? ???? ? 实现比例求和功能。当满足 1 2 f R R R ? ?时,,输出电压为 1 2 ( ) o i i ? ???? ? 实现了两个信号的相加运算。电路同样要求 1 2 // // P f R R R R ?。该电路的性能特点与反相运算电路相同。(a) 反相求和运算电路(b) 同相求和运算电路图典型的求和运算电路同理, 对于图 (b) 所示的同相求和电路, 当电路满足 1 2 // // f R R R R ?的条件下, 可以得到输出电压为 1 2 1 2 f f o i i R R R R ? ??? ? 当 1 2 f R R R ? ?时 1 2 o i i ? ??? ? 同相求和电路的特点、设计思路与同相比例运算电路类似。图 (a) 为单运放减法电路, 利用叠加原理和线性运放电路“虚短”、“虚断”的概念,且 1 2 // // f R R